DE60117986T2

DE60117986T2 - Verfahren zur herstellung von kalziumreichem wasser

Info

Publication number: DE60117986T2
Application number: DE60117986T
Authority: DE
Inventors: Henri Jauffret; Christophe Lascoste
Original assignee: Gervais Danone SA
Current assignee: Gervais Danone SA
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: US20040028792A1; DZ3386A1; EP1292543A1; ES2259663T3; MA25766A1; AU2001269227A1; HUP0301168A2; FR2810506A1; CZ2003198A3; FR2810506B1; EP1292543B1; ATE320407T1; DE60117986D1; HUP0301168A3; WO2001098216A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines calciumreichen Wassers und das durch das Verfahren erhaltene Wasser.
Calcium ist das häufigste mineralische Element im menschlichen Körper und zu 99% in den Knochen verteilt. Dieses Element spielt eine Rolle beim Knochenaufbau, bei der Muskelkontraktion, der Übertragung von Nervensignalen und Ionenaustauschen über die Zellmembranen. Es ist ferner an der Sekretion von Hormonen, Verdauungsenzymen und Neurotransmittern beteiligt.
Die täglich empfohlenen Aufnahmemengen von Calcium betragen 800 mg für Männer und Frauen über 24 Jahre, wobei eine höhere Calciumaufnahme beispielsweise während Schwangerschaft und Stillzeit erforderlich ist.
Milch, Milchprodukte und bestimmte Gemüse (insbesondere Broccoli, Wirsingkohl und Petersilie) sind Lebensmittel, die natürlicherweise calciumreich sind. Wasser kann ebenfalls eine wichtige Quelle für Calcium darstellen. Tatsächlich sind im Gegensatz zu Quellwassern, die gewöhnlich calciumarm sind, bestimmte Mineralwasser natürlicherweise reich an diesem Mineral.
Jedoch ist in diesen kohlensäurearmen Wassern Calcium hauptsächlich in Form von Sulfat (CaSO₄) vorhanden, in der es im Darm schlecht aufgenommen wird und die dem Wasser einen Geschmack verleiht, der vom Verbraucher gemeinhin als unangenehm eingestuft wird.
Calciumchlorid (CaCl₂) wird manchmal zugefügt, um Flaschenwasser mit Calcium anzureichern. Obwohl dieses Salz in Wasser sehr stark löslich ist, ermöglicht es nicht die Erzielung einer sehr stark erhöhten Calciumkonzentration, weil die Menge an Calciumchlorid in Tafelwassern durch europäische Richtlinien auf 250 mg/l beschränkt ist. Außerdem verleiht Calciumchlorid ebenso wie Calciumsulfat dem Wasser einen schlechten Geschmack.
Es ist somit das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein besonders calciumreiches Tafelwasser, das nicht die Nachteile der im Stand der Technik bekannten calciumreichen Wasser aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Wassers bereitzustellen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Tafelwassers, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

a) Lösen von Kohlensäuregas in einem schwach mineralisierten, trinkbaren Wasser,
b) Leiten des im Schritt a) erhaltenen, kohlensäurehaltigen Wassers in eine Kammer, in deren Innerem sich Calciumcarbonat in fester Form befindet, und
c) Zugabe einer Lösung, die Calciumsulfat und/oder Calciumchlorid umfasst, zu dem im Schritt b) erhaltenen Wasser.

Unter "Tafelwasser" wird ein Trinkwasser verstanden, das für den regelmäßigen Verzehr durch den Menschen geeignet ist, wobei man dieses Wasser nicht als solches in der Natur findet, sondern seine Zusammensetzung an mineralischen Elementen durch ein industrielles Verfahren eingestellt wird.
Außerdem wird unter "kohlensäurehaltigem Wasser" ein Wasser verstanden, das Kohlensäuregas enthält, und unter "schwach mineralisiertem trinkbarem Wasser" ein Trinkwasser, das keine Calciumionen oder weniger als 50 mg/l Calciumionen enthält. Es ist selbstverständlich, dass man auch ein Wasser verwenden kann, das weniger als 150 mg/l Calciumionen enthält, oder allgemein jedes Wasser, das nicht den gewünschten Anteil an Calciumionen enthält.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kohlensäuregas in dem schwach mineralisierten Wasser während Schritt a) des Verfahrens bei einem Durchsatz zwischen 4 und 10 kg/Std. derart gelöst, dass das Wasser am Ende von Schnitt a) zwischen 200 und 500 mg/l, vorzugsweise etwa 350 mg/l, Kohlensäuregas enthält. Der oben genannte Durchsatz beim Lösen von Kohlensäuregas (und ebenso alle Durchsätze, die im Folgenden genannt werden) wird bezogen auf einen Durchsatz an Wasser im Verlauf des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Tafelwassers von 20 m³/Std. ausgedrückt. Dieser Wert ist willkürlich gewählt, wobei selbstverständlich ist, dass ein anderer Wasserdurchsatz verwendet werden kann, beispielsweise in einem Bereich von 80 bis 200 m³/Std., in welchem Fall die anderen im Folgenden genannten Durchsätze folgerichtig angepasst werden.
Die Kammer, in die das Wasser im Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens gelangt, enthält herkömmlicherweise zwischen 150 und 500 kg Calciumcarbonat in fester Form pro m³/Std. behandeltes Wasser.
Das am Ende von Schritt b) erhaltene Wasser umfasst somit vorteilhafterweise zwischen 80 und 170 mg/l, vorzugsweise 130 mg/l, Calciumionen in Form von Bicarbonat.
Die im Schritt c) verwendete Lösung enthält zum Beispiel zwischen 80 und 400 g/l, vorzugsweise 90 g/l, Calciumsulfat und/oder zwischen 100 und 300 g/l, vorzugsweise 240 g/l, Calciumchlorid.
Auf 20 m³/Std. Wasser, das im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt wird, wird diese Calciumsulfatlösung und/oder Calciumchloridlösung vorteilhafterweise zu dem im Schritt b) erhaltenen Wasser bei einem Durchsatz zwischen 15 und 60 l/Std., zum Beispiel 30 l/Std., hinzugefügt.
Am Ende von Schritt c) enthält das Wasser vorteilhafterweise zwischen 20 und 100 mg/l, vorzugsweise 40 mg/l, Calciumionen in Form von Sulfat und/oder zwischen 20 und 140 mg/l, vorzugsweise 130 mg/l, Calciumionen in Form von Chlorid.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass ein calciumreiches Wasser erhalten werden kann, das insbesondere einen erhöhten Anteil an Calciumionen in Form von Bicarbonat (Ca(HCO₃)₂) hat. Diese Ionenform hat im Vergleich zu den Sulfat- und Chloridformen den Vorteil, dass sie das Calcium im Darm verfügbarer macht und dem Wasser keinen unangenehmen Geschmack verleiht.
Außerdem gestattet es das gleichzeitige Vorliegen von Calciumionen in Form von Bicarbonat, Chlorid und/oder Sulfat sowie die Verteilung zwischen diesen verschiedenen Innenformen, den Geschmack des Wassers zu optimieren.
Durch das vorstehend beschriebene Verfahren kann ein kohlensäurearmes Wasser erhalten werden. Wenn man ein Sprudelwasser erhalten möchte, kann das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Schritt c) einen Schritt umfassen, bei dem in dem Wasser Kohlensäuregas, beispielsweise bei einem Durchsatz zwischen 60 und 120 kg/Std. (ausgedrückt für einen Durchsatz an behandeltem Wasser von 20 m³/Std.), derart gelöst wird, dass das nach dem Lösen von Kohlensäuregas erhaltene Wasser zwischen 3 und 6 g/l, vorzugsweise etwa 4,5 g/l, dieses Gases enthält.
Das gemäß dem vorstehend definierten Verfahren erhaltene Wasser umfasst vorteilhafterweise mindestens 300 mg/l Calciumionen.
Ein derartiges Wasser enthält zwischen 80 und 170 mg/l, vorzugsweise 130 mg/l, Calciumionen in Form von Bicarbonat, dessen Vorteile für den Geschmack des Wassers und die Aufnahme von Calcium vorstehend beschrieben wurden.
Das erhaltene Wasser kann auch zwischen 20 und 100 mg/l, vorzugsweise 40 mg/l, Calciumionen in Form von Sulfat und/oder zwischen 20 und 140 mg/l, vorzugsweise 130 mg/l, Calciumionen in Form von Chlorid enthalten.
Durch regelmäßigen Verbrauch des erhaltenen Wassers kann man einen signifikanten Teil der täglich empfohlenen Menge an Calcium abdecken und so die Risiken eines Calciummangels verringern, deren schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit, wie Risiken von Osteoporose und, bei älteren Personen, von Knochenbrüchen, bekannt sind.
Das erhaltene Wasser kann außerdem auch bis zu 80 mg/l, vorzugsweise 50 mg/l, Magnesiumionen (entsprechend etwa 15% der täglich empfohlenen Menge, also 350 mg) und/oder Geschmacksmodifikatoren, wie Frucht- oder Pfefferminzaromen, enthalten.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäß erhaltene Wasser ein kohlensäurearmes Wasser. Als Variante kann es sich um ein Sprudelwasser handeln.
Die Erfindung wird mithilfe der folgenden Beschreibung besser verstanden, die sich auf ein Beispiel für die Herstellung eines calciumreichen Wassers sowie auf die beigefügte Zeichnung bezieht, die schematisch eine Anlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zeigt.
Es ist jedoch selbstverständlich, dass dieses Beispiel nur zur Veranschaulichung der Aufgabe der Erfindung gegeben wird und keine Beschränkung für diese darstellt.
1 zeigt eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu Herstellung eines calciumreichen Wassers.
Rohes Wasser, wie ein Leitungstrinkwasser, das weniger als 50 mg/l oder weniger als 150 mg/l Calciumionen enthält, wie vorstehend dargelegt, wird in das Wasserleitungssystem 1 mithilfe einer Pumpe 3 bei einem Durchsatz zwischen 10 und 100 m³/Std., beispielsweise 20 m³/Std., eingeleitet.
In der Kammer 5 gespeichertes Kohlensäuregas wird in dem Wasser bei einem Durchsatz zwischen 4 und 10 kg/Std., vorzugsweise 7 kg/Std., gelöst, um ein Wasser zu erhalten, dessen Konzentration an Kohlensäuregas zwischen 200 und 500 mg/l, vorzugsweise etwa 350 mg/l, beträgt.
Das so erhaltene, mit Kohlensäuregas beladene Wasser ("kohlensäurehaltiges Wasser") wird anschließend in eine Kammer 7, beispielsweise mit 2,5 m Höhe und einem kreisförmigen Durchmesser von 1,8 m, eingebracht, in deren Innerem Calciumcarbonat in fester Form enthalten ist. Der Durchsatz beim Durchleiten des kohlensäurehaltigen Wassers in der Kammer 7 beträgt zwischen 10 und 30 m³/Std., zum Beispiel 20 m³/Std.
Die Reaktion zwischen dem Wasser das durch das Vorliegen von Kohlensäuregas angesäuert ist, und dem festen Calciumcarbonat führt zur Bildung von Calciumbicarbonat, einem in Wasser löslichen Salz. Beim Durchlaufen der Kammer 7 belädt sich das Wasser somit mit Bicarbonat und Calcium (120 bis 150 mg/l Calcium) und verarmt gleichzeitig an Kohlensäuregas, dessen Konzentration am Ausgang der Kammer 7 zwischen 150 und 250 mg/l, im vorliegenden Fall 220 mg/l, beträgt.
Bei einem Durchsatz des behandelten Wassers von 20 m³/Std. wird eine Lösung, die zwischen 80 und 400 g/l, beispielsweise 90 g/l, Calciumsulfat und/oder zwischen 100 und 300 g/l, beispielsweise 240 g/l, Calciumchlorid umfasst und im Behälter 9 aufbewahrt wird, zu dem an Calciumcarbonat angereicherten Wasser, nachdem es aus der Kammer 7 kommt, mithilfe einer Pumpe 11 bei einem Einleitungsdurchsatz zwischen 20 und 40 l/Std., zum Beispiel 30 l/Std., hinzugefügt.
So erhält man ein kohlensäurearmes Wasser, das außer Calciumionen in Form von Bicarbonat zwischen 20 und 100 mg/l, vorzugsweise 40 mg/l, Calciumionen in Form von Sulfat und/oder zwischen 20 und 140 mg/l, vorzugsweise 130 mg/l, Calciumionen in Form von Chlorid enthält.
Wenn man ein Sprudelwasser erhalten möchte, wird Kohlensäuregas, das im Behälter 13 aufbewahrt wird, anschließend bei einem Durchsatz zwischen 60 und 120 kg/Std., vorzugsweise 90 kg/Std., (ausgedrückt bezogen auf einen Durchsatz an behandeltem Wasser von 20 m³/Std.) in das Wasser eingespritzt. So erhält man ein Wasser, das zwischen 3 und 6 g/l, vorzugsweise 4,5 g/l, Kohlensäuregas enthält.
Als Variante kann die Gewinnung eines Sprudelwassers durch Einspritzen von Kohlensäuregas in Wasser in einer ausreichenden Menge ganz am Anfang des Verfahrens durchgeführt werden. Dieser Variante zufolge werden 1 bis 2 g/l Kohlensäuregas aus dem Behälter 5 in das rohe Wasser eingespritzt, das in das Wasserleitungssystem 1 eingebracht wird. Diese Variante bietet den Vorteil, dass die Abmessungen der Kammer 7, die Calciumcarbonat in fester Form umfasst, verringert werden; beim Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, 4- bis 5-mal weniger Calciumcarbonat im Vergleich zu der vorstehend genannten Menge zu verwenden.
Das erhaltene, kohlensäurearme oder sprudelnde Wasser wird anschließend in einen Aufbewahrungsbehälter geleitet, bevor es in Flaschen abgefüllt wird.
Selbstverständlich umfasst die Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist, außer den schematisch in 1 dargestellten Einrichtungen weitere Einrichtungen, die dem Fachmann unmittelbar notwendig erscheinen, wie Pufferbäder, Ventile am Ein- und Ausgang jedes Behälters, Einrichtungen zur Bedienung und Steuerung dieser Ventile usw.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Tafelwassers, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: a) Lösen von Kohlensäuregas in einem schwach mineralisierten, trinkbaren Wasser, b) Leiten des im Schritt a) erhaltenen, kohlensäurehaltigen Wassers in eine Kammer (7), in deren Innerem sich Calciumcarbonat in fester Form befindet, und c) Zugabe einer Lösung, die Calciumsulfat und/oder Calciumchlorid umfasst, zu dem im Schritt b) erhaltenen Wasser.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schwach mineralisierte Wasser weniger als 50 mg/l Calciumionen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser am Ende von Schritt a) zwischen 200 und 500 mg/l Kohlensäuregas, vorzugsweise etwa 350 mg/l, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (7) zwischen 150 und 500 kg Calciumcarbonat in fester Form pro m³/Std. des behandelten Wassers enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das am Ende von Schritt b) erhaltene Wasser zwischen 80 und 170 mg/l, vorzugsweise 130 mg/l, Calciumionen in Form von Bicarbonat umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt c) verwendete Lösung zwischen 80 und 400 g/l, vorzugsweise 90 g/l, Calciumsulfat und/oder zwischen 100 und 300 g/l, vorzugsweise 240 g/l, Calciumchlorid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsulfat- und/oder Calciumchloridlösung zu dem im Schritt b) erhaltenen Wasser mit einem Durchsatz zwischen 15 und 60 l/Std. zugesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das am Ende von Schritt c) erhaltene Wasser zwischen 20 und 100 mg/l, vorzugsweise 40 mg/l, Calciumionen in Form von Sulfat und/oder zwischen 20 und 140 mg/l, vorzugsweise 130 mg/l, Calciumionen in Form von Chlorid umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das am Ende von Schritt c) erhaltene Wasser mindestens 300 mg/l Calciumionen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Schritt c) einen Schritt des Lösens von Kohlensäuregas in dem Wasser umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlensäuregas in dem Wasser mit einem Durchsatz zwischen 60 und 120 kg/Std. gelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser, das nach dem Lösen von Kohlensäuregas erhalten wird, zwischen 3 und 6 g/l Kohlensäuregas, vorzugsweise etwa 4,5 g/l, umfasst.